ミニテスト 建築物環境衛生管理技術者

冷凍機の原理と種類 ミニテスト【第1回】

冷凍機の原理と種類」の内容から出題するミニテスト第1回(全5問)です。圧縮式と吸収式の違い、ヒートポンプの基本をチェックしましょう。

冷凍機の原理と種類 ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

蒸気圧縮冷凍サイクルの4工程の正しい順序はどれか。

(1)蒸発 → 圧縮 → 膨張 → 凝縮
(2)圧縮 → 凝縮 → 膨張 → 蒸発
(3)凝縮 → 膨張 → 圧縮 → 蒸発
(4)膨張 → 蒸発 → 凝縮 → 圧縮
(5)圧縮 → 膨張 → 凝縮 → 蒸発

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正解:(2)圧縮 → 凝縮 → 膨張 → 蒸発
蒸気圧縮冷凍サイクルは圧縮(圧縮機)→ 凝縮(凝縮器)→ 膨張(膨張弁)→ 蒸発(蒸発器)の順で循環します。冷媒は圧縮機で高温高圧ガスになり、凝縮器で放熱して液体に戻り、膨張弁で低温低圧に減圧され、蒸発器で周囲から熱を奪って冷却効果を生みます。この4工程の順序は冷凍サイクルの基本中の基本です。

第2問

圧縮式冷凍機と吸収式冷凍機の駆動源に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)圧縮式は熱エネルギーで駆動し、吸収式は電力で駆動する
(2)圧縮式も吸収式も電力で駆動する
(3)圧縮式は電力で駆動し、吸収式は熱エネルギー(ガス・蒸気等)で駆動する
(4)圧縮式も吸収式も熱エネルギーで駆動する
(5)吸収式は太陽光のみで駆動する

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正解:(3)圧縮式は電力で駆動し、吸収式は熱エネルギー(ガス・蒸気等)で駆動する
これが2方式の最も根本的な違いです。圧縮式は電気モーターで圧縮機を回すため電力が主な駆動源。吸収式は圧縮機の代わりに吸収剤と再生器を使い、熱エネルギー(ガス・蒸気・温水)で冷凍サイクルを実現します。吸収式の電力消費は補機(ポンプ等)のみで非常に小さいのが特徴です。

第3問

吸収式冷凍機で使用する冷媒と吸収剤の組合せとして、正しいものはどれか。

(1)冷媒:フルオロカーボン、吸収剤:臭化リチウム
(2)冷媒:アンモニア、吸収剤:シリカゲル
(3)冷媒:水、吸収剤:臭化リチウム水溶液
(4)冷媒:臭化リチウム、吸収剤:水
(5)冷媒:水、吸収剤:活性炭

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正解:(3)冷媒:水、吸収剤:臭化リチウム水溶液
ビルの空調に使われる吸収式冷凍機は水(H2O)が冷媒臭化リチウム(LiBr)水溶液が吸収剤です。(4)は冷媒と吸収剤が逆になっているので注意。フルオロカーボン(フロン類)は圧縮式の冷媒です。臭化リチウムは強力な吸湿性を持つ塩で、蒸発した水蒸気を効率よく吸収します。乾燥剤のシリカゲルとは別物です。

第4問

圧縮機の種類に関する記述として、正しいものはどれか。

(1)遠心式(ターボ)圧縮機は小容量の家庭用エアコンに使われる
(2)スクロール式圧縮機は大型ビルの冷凍機に最も多く使われる
(3)スクリュー式圧縮機はピストンで冷媒を圧縮する
(4)遠心式(ターボ)圧縮機は羽根車の遠心力で圧縮し、大容量ビル向きである
(5)往復動式(レシプロ)圧縮機は振動がなく最も静かである

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正解:(4)遠心式(ターボ)圧縮機は羽根車の遠心力で圧縮し、大容量ビル向きである
各圧縮機の特徴を整理すると、遠心式(ターボ)=羽根車の遠心力で圧縮・大容量ビル向き。スクロール式=渦巻き状の部品で圧縮・小型で静か・パッケージエアコンに多い。スクリュー式=2本のスクリューロータで圧縮(ピストンではない)・振動が少なく大容量。往復動式(レシプロ)=ピストンで圧縮・振動がやや大きい

第5問

ヒートポンプに関する記述として、正しいものはどれか。

(1)ヒートポンプは冷房専用の装置であり暖房には使えない
(2)暖房時は屋外に熱を放出し、室内から熱を奪う
(3)暖房時は屋外から熱を汲み上げて室内に放出する
(4)ヒートポンプのCOPは常に1以下である
(5)ヒートポンプは電気ヒーターと同程度の暖房効率である

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正解:(3)暖房時は屋外から熱を汲み上げて室内に放出する
ヒートポンプは冷凍サイクルを逆に利用して暖房を行います。暖房時は屋外の低温空気からでも熱を汲み上げ、室内に放出します。COP(成績係数)は3〜6程度で、電気1kWで3〜6kWの熱を供給できるため、電気ヒーター(COP=1)の3〜6倍の効率です。(2)は冷房時の動作(室内の熱を屋外に捨てる)の説明であり、暖房時とは逆です。

解説記事で知識を復習しましょう。

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